ZEMCH 2019 International Conference Proceedings April.2020 | Page 377

The turbulence model used was the K‐Epsilon model, the most common turbulence model, where 
k is the turbulent kinetic energy and ε is the dissipation rate of turbulent energy. This model is based 
on  the  time‐averaged  Navier–Stokes  equations,  which  assumes  that  the  time‐varying  velocities  of 
turbulence can be divided into time‐averaged velocities and velocity‐dependent velocities. Therefore, 
the model itself is simple, which is advantageous in terms of calculation convergence [8].
Table 2. Simulation conditions for air‐type PVT collector 
Boundary condition parameter 
Turbulent model 
Heat flux 
PV area (LxH) 
Fluid 
Inlet, Outlet area of collector 
Air in (temperature)
Air out 
Air density 
Buoyancy 
Gravity 
Free convection to environment 
Value 
k ‐ ε model 
700W/m 2  on the PV surface 
1.54m 2  (1,011x1,520mm) 
Air 
0.0344m 2  
67m3/h (7 °C) 
Pressure Outlet 
1.225kg/m 3  
Application 
9.81m/s 2  
Application 
3. Analysis of simulation results 
3.1 Heat Transfer Performance 
Figure 2 shows the flow velocity distribution with or without baffle inside air‐type PVT collector. 
Based  on  the  results,  the  baffle‐free  collector  length  increased  to  the  outlet  without  stagnation.  The 
collector with baffle (Case 3) tended to have a weak local flow rate at the back of the baffle, but the flow 
rate was significantly faster in the space between the baffles. Therefore, compared with the reference 
collector,  the  internal  flow  rate  of  the  collector  with  the  baffle  was  faster  and  the  outlet  flow  rate 
increased. 
Figure 3 shows the temperature distribution with or without baffle inside air‐type PVT collector. 
For collector in Case 3, the air temperature rose due to the locally low flow rate on the back of the baffle, 
but the space between the top of the baffle and the back of the PV was narrow, causing the air to sweep 
away quickly. Therefore, it can be seen that the air did not stagnate locally on the back of the baffle and 
passed quickly to the outlet. As a result, the collector having the baffle had a faster outlet flow rate and 
a higher outlet temperature than the reference collector, so the former’s heat transfer performance was 
advantageous. 
Figure 2. Velocity distribution with or without baffles inside air‐type PVT collector 
Comparative Analysis for Improvement Thermal Performance of
Air-type PVT Collector with Triangular Baffles
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